• Composites Research
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• v.30 no.6
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• pp.356-364
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• 2017

Composite lattice structures are tried to be used in various fields because of its benefit in physical properties. With increase of demand of the composite lattice structure, nondestructive testing technology is also required to certificate the quality of the manufactured structures. Recently, research on the development of the composite lattice structure in Republic of Korea was started and accordingly, fast and accurate non-destructive evaluation technology was needed to finalize the manufacturing process. This paper studied non-destructive testing methods for composite lattice structure using laser ultrasonic propagation imaging systems. Pulse-echo ultrasonic propagation imaging system was able to inspect a rib structure wrapped with a skin structure. To reduce the time of inspection, a band divider, which can get signal in different frequency bands at once, was developed. Its performance was proved in an aluminum sandwich panel. In addition, to increase a quality of results, curvature compensating algorithm was developed. On the other hand, guided wave ultrasonic propagation imaging system was applied to inspect delamination in a rib structure. To increase an area of inspection, multi-source ultrasonic wave propagation image was applied, and defects were successfully highlighted with variable time window amplitude mapping algorithm. These imply that ultrasonic propagation imaging systems provides fast and accurate non-destructive testing results for composite lattice structure in a stage of the manufacturing process.

• Composites Research
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• v.31 no.4
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• pp.156-160
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• 2018

In this paper, evaluation method of structural integrity for cone-type composite lattice structures with hexagonal cell was conducted. A finite element analysis was used to evaluate the structural integrity of cone-type composite lattice structure. The finite element model for evaluation of structural integrity was generated using solid element. In order to consider the difference in mechanical properties between intersection and non-intersection part, the mechanical properties were applied considering the fiber volume fraction of each part. Compression test of cone-type composite lattice structure were conducted for verification of evaluation method of structural integrity. The analysis result showed 2% errors in displacement and good agreement with test result.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.729-732
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• 2010

본 논문에서는 이산 변수 최적화에 적합한 유전 알고리듬을 이용하여 복합재 적층 패치의 최적강도설계를 수행하였다. 기저판(substrate)와 접착제(adhesive), 그리고 복합재 적층 패치로 이루어진 구조물에서 패치의 강도를 효율적으로 구하기 위해서 응력 함수 기반의 해석적 방법을 도입하였다. 면외 방향의 응력 함수를 가정하여 가상 공액일의 법칙(complementary virtual work principle)에 적용하였으며, 복합재 패치의 자유 경계조건으로부터 면내 방향의 응력함수를 결정하였다. 응력 함수를 통하여 구한 층간 응력 값은 자유 경계 효과를 잘 나타내었고, 이를 이용하여 패치의 강도 해석을 수행하였다. 강도 해석 시, 복합재 패치의 파괴 기준은 면내 응력들에 대해서는 최대 응력 척도를 사용하였으며, 층간 응력들에 대해서는 quadratic delamination 척도를 사용하였다. 유전 알고리듬을 이용한 최적강도설계 과정에서는 임의의 염색체가 주어진 적층 구속 조건을 만족할 수 있게 수정(repairing)하는 과정을 도입하였다. 또한 다수의 전역해(global optima)를 효과적으로 찾기 위해서 multiple elitism 기법을 도입하였다. 응력 함수 기반의 강도 해석방법과 유전 알고리듬과의 연계를 통한 복합재 적층 패치의 강도최적설계 기법은 패치 구조물의 해석 및 설계에 있어서 효율적인 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.167-172
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• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2002.10a
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• pp.674-684
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• 2002

선박이 물품의 제하 및 적하를 위하여 컨테이너 부두에 접항시 선박의 케이슨과의 충돌에 의한 케이슨의 발생 응력을 파악함으로써 구조 안정성을 검토하였다. 선박이 일정 속도로 항만에 접항시 선박은 케이슨에 부착된 방충재와 충돌하게 된다. 케이슨에 부착된 방충재는 선박의 운동에너지를 흡수하여 케이슨으로 전달되는 전달 에너지를 최소화하여 케이슨의 구조물에 발행하는 응력을 최소화하도록 설계한다. (중략)

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.80-85
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• 2013

This paper describes a probabilistic structural design method of composite propulsion system by comparing safety factor based on average value and allowable value with structural reliability. Generally, the required structural safety factor and reliability of composite pressure vessel are 1.5 and 0.999, respectively. In the case of structural design using average strength, the safety factor which satisfies the required structural reliability depends on the variation of fiber strength. However, the structural design using allowable value shows constant safety factor for the variation of fiber strength, because the allowable value of fiber strength is calculated by considering the variation of fiber strength. Through the analysis results, it was known that the fiber strength is the most important design random variable for the structural design of composite pressure vessel and the variation of fiber strength must be minimized to develop the high performance composite propulsion system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.519-523
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• 2008

하천의 보와 같은 횡방향 구조물은 홍수시 구조물에 의한 세굴이 발생하고, 그로인해 구조물의 불안정을 초래한다. 본 연구에서는 apron 하류에 하상보호공을 설치하였을 때 하상보호공의 안정성과 하류의 세굴양상에 대해 연구하였다. Apron 상류로부터 유사의 유입이 없도록 apron 하류에 체결된 블록을 설치한 개수로에서 블록의 설치길이와 채움재를 변화시켜 수리모형 실험을 실시하여 블록의 설치길이와 채움재에 따른 안정성과 하류세굴양상을 평가하였다. Apron하류의 블록 내부에서 세굴 깊이는 블록의 설치길이, 채움재의 직경, 유량, Reynolds 수, Froude 수 등에 따라 달라진다. 세굴에 대한 블록의 안정성은 블록의 설치길이와 채움재의 직경에 가장 큰 영향을 받는다. 블록의 설치 길이와 채움재의 직경을 증가시킴으로써 블록의 안정성을 확보할 수 있다. 실험결과 블록의 설치길이가 13.35m이상일 때 블록의 안정성이 확보될 수 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1998.10b
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• pp.526-528
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• 1998

객체지향 응용 프레임워크는 거의 완성된 형태의 응용 프로그램으로서 프로그램 코드는 물론 디자인 패턴등의 설계정보에 대한 재사용을 지원한다. 본 논문에서는 응용 프레임워크의 재사용을 효과적으로 지원하기 위해 프레임워크 클래스계층 구조 및 클래스간 상호 작용 정보를 유기적으로 관리하고 적절한 프레임워크의 선택/검색을 가능하게 하는 프레임워크 재사용 정보의 관리기법에 대해 기술한다. 프레임워크의 효과적인 재사용을 지원하기 위한 저장소의 요구조건 및 정보표현 방안을 기술하고 제공 기능 및 시스템 구조에 대한 설계 내용을 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.11
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• pp.1335-1343
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• 2012

In this study, the lightweight modular design of hybrid railway carbody structures made of sandwich composites and aluminum extrusions was investigated by using topology and size optimization techniques. The topology optimum design was used to select the best material for parts of the carbody structure at the initial design stage, and then, the size optimum design was used to find the optimal design parameters of hybrid carbody structures using first-order and sub-problem methods. Through the topology optimization analysis, it was found that aluminum extrusions were suitable for primary members such as the underframe and lower side panel module to improve the stiffness and manufacturability of the carbody structures, and sandwich composites were appropriate for secondary members such as the roof and middle side panel module to minimize its weight. Furthermore, the results obtained by size optimization analysis showed that the weight of hybrid carbody structures composed of aluminum extrusions and sandwich composites could be reduced by a maximum of approximately 17.7% in comparison with carbody structures made of only sandwich composites.

• Composites Research
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• v.32 no.1
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• pp.50-55
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• 2019

In this study, we investigated the effect of fiber alignment in helicoidal structure on the mechanical properties of biomimetic fiber-reinforced composites. Using finite element analysis, circular biomimetic fiber composites were designed and studied. Various amounts of pressure loads were applied to a surface of the composites, and then bending and failure behaviors of the composites were analyzed. The results showed various failure morphologies according to the orientation of the fibers, and it turned out that the fiber alignment in helicoidal structure significantly improved the bending strength of the composite under pressure loading. This was because the fiber alignment in various directions for each layer dispersed effectively the fracture energy from the external load into multiple directions.